如今，用于檢測(cè)水果成熟度的設(shè)備要么很昂貴，要么很浪費(fèi)。艾邁斯歐司朗開發(fā)的新技術(shù)能夠提供便攜式高性能替代方案，且價(jià)格親民。

農(nóng)業(yè)中最棘手的一個(gè)問題就是選擇采摘水果的合適時(shí)機(jī)，以確保水果在跨越大洋和大洲后到達(dá)超市時(shí)是成熟的。通常，種植者使用龐大而又笨重的專業(yè)測(cè)試儀器來測(cè)試成熟度，這些儀器的成本通常高達(dá)數(shù)千美元。市場(chǎng)迫切需要一種既小巧又實(shí)惠的解決方案，無論是大規(guī)模還是小規(guī)模的種植者都能負(fù)擔(dān)得起，而且方便在田間或果園使用。

如今，艾邁斯歐司朗已經(jīng)開發(fā)出了一款演示系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用近紅外（NIR）光譜技術(shù)來測(cè)量水果和其他作物的糖分和干物質(zhì)含量。艾邁斯歐司朗擁有世界一流的傳感器和LED技術(shù)，其解決方案可以作為測(cè)試儀器的基礎(chǔ)，而且此類測(cè)試儀器成本不到100美元，攜帶方便，可以在任何地方使用。

當(dāng)今的水果成熟度測(cè)試：價(jià)格高昂且具破壞性

以獼猴桃和鱷梨為例，果農(nóng)面臨的問題是水果與消費(fèi)者之間的運(yùn)輸距離。果農(nóng)們必須在水果還不夠成熟的時(shí)候采摘，這樣在到達(dá)超市貨架之前，水果在運(yùn)輸過程中會(huì)有足夠的時(shí)間成熟。

為了測(cè)量成熟度，果農(nóng)會(huì)監(jiān)測(cè)生長(zhǎng)中的水果的糖分含量（BRIX）以及干物質(zhì)含量（DMC）。目前，果園和水果配送中心測(cè)量BRIX和DMC的常用技術(shù)要么價(jià)格高昂，要么會(huì)造成浪費(fèi)。許多果農(nóng)采用低成本的手持糖量?jī)x。使用該裝置測(cè)量時(shí)，需要切開水果，測(cè)量果汁。被測(cè)果物隨后就會(huì)被丟棄，無法出售。

NIR光譜技術(shù)是可以避免此類浪費(fèi)的一種替代方法。在NIR光譜儀中，寬帶NIR發(fā)射器會(huì)照亮水果表面。每個(gè)物體（比如獼猴桃、牛油果或番茄）都會(huì)以不同的方式反射或吸收波長(zhǎng)譜，從而產(chǎn)生一種能夠由光譜儀捕獲并在特定應(yīng)用軟件中進(jìn)行分析的獨(dú)特光學(xué)特征。

與手持糖量?jī)x不同的是，NIR光譜技術(shù)不會(huì)對(duì)水果造成損傷。但如今，用于光譜測(cè)量的產(chǎn)品是便攜式或?qū)嶒?yàn)室級(jí)光譜儀，價(jià)格通常在1000美元以上。這意味著即使在大型果園和設(shè)施中，BRIX和DMC測(cè)量?jī)x器的數(shù)量也很少，而許多小型或中型家庭農(nóng)場(chǎng)則根本沒機(jī)會(huì)使用。所以，大多數(shù)水果都未經(jīng)過測(cè)試，而經(jīng)過手持糖量?jī)x測(cè)試的水果也永遠(yuǎn)不會(huì)送到消費(fèi)者手中。

由于被檢測(cè)水果的數(shù)量有限，在成熟度信息不完全的情況下，水果就被送上供應(yīng)鏈了。這會(huì)降低水果的總價(jià)值，也會(huì)影響可持續(xù)性，因?yàn)橐恍┧诘竭_(dá)零售商之前就已經(jīng)成熟，并且通常會(huì)被銷毀。

芯片級(jí)?光譜傳感技術(shù)突破

如今，艾邁斯歐司朗已經(jīng)開發(fā)出了可用于水果測(cè)試的更先進(jìn)的近紅外光譜儀的演示設(shè)計(jì)。這一發(fā)展得益于前歐司朗光電半導(dǎo)體和艾邁斯半導(dǎo)體光學(xué)傳感器業(yè)務(wù)部門多年來在光譜技術(shù)領(lǐng)域的合作。新設(shè)計(jì)采用先進(jìn)的光學(xué)半導(dǎo)體技術(shù)取代傳統(tǒng)光譜儀內(nèi)部的傳統(tǒng)技術(shù)：Oslon P1616 SFH4737是一種寬帶NIR發(fā)射器，也是一種64通道NIR光譜儀IC，其尺寸僅為6.6mm x 6.0mm x 2.2mm。這意味著，艾邁斯歐司朗的系統(tǒng)小巧輕便、便于攜帶，且商用水果測(cè)試儀產(chǎn)品的成本可以控制在用戶每天使用也能負(fù)擔(dān)得起的價(jià)格。

艾邁斯歐司朗的水果成熟度測(cè)試機(jī)原型

這種創(chuàng)新設(shè)計(jì)大大降低了成本，且其性能可與當(dāng)今市場(chǎng)上可靠的NIR光譜儀相媲美。精準(zhǔn)的NIR光譜解決方案需要一個(gè)寬帶NIR發(fā)射器和一個(gè)能夠精準(zhǔn)區(qū)分NIR光源不同波長(zhǎng)的傳感器。Oslon P1616 SFH 4737發(fā)射器具有650-1050nm的較寬波長(zhǎng)范圍，以及平坦的功率分布，沒有失真的波峰或波谷。其尺寸只有1.6mm x 1.6mm x 0.9mm，是世界上最小的光譜應(yīng)用NIRED之一，也是光譜傳感器的理想搭檔，可在750-1050nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高靈敏度和較大的選擇范圍。

傳感器的光譜測(cè)量經(jīng)過專用化學(xué)分析模型的后置處理，可生成BRIX和DMC值。從下面的圖表可以看到，艾邁斯歐司朗演示系統(tǒng)產(chǎn)生的測(cè)量結(jié)果與那些耗資數(shù)千美元的參考儀器相當(dāng)。

果農(nóng)們目前使用的測(cè)試儀器（上）和艾邁斯歐司朗演示設(shè)計(jì)（下）的測(cè)量結(jié)果表明，艾邁斯歐司朗系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了類似精度

成熟度??實(shí)時(shí)跟蹤

艾邁斯歐司朗這種低成本、高性能的系統(tǒng)為種植者、分銷商和零售商在供應(yīng)鏈的每個(gè)階段進(jìn)行成熟度測(cè)試鋪平了道路?？傆幸惶欤?a target="_blank">智能手機(jī)的內(nèi)置NIR光譜儀甚至可以讓消費(fèi)者在選擇貨架上的農(nóng)產(chǎn)品時(shí)，測(cè)量其成熟度和營(yíng)養(yǎng)成分。

艾邁斯歐司朗的愿景是希望水果成熟度的光譜測(cè)試成本可以變得很低，從而可在果園中安裝多個(gè)測(cè)試儀（每1000m2安裝一個(gè)），為同一果園中生長(zhǎng)在不同程度的陽(yáng)光、水分和空氣溫度下的果物提供實(shí)時(shí)成熟度數(shù)據(jù)。

通過更廣泛配置精確的成熟度測(cè)試儀，果農(nóng)和運(yùn)輸商還能夠?qū)λ牟烧瓦\(yùn)輸進(jìn)行精細(xì)的調(diào)整，這樣就會(huì)有更多的農(nóng)產(chǎn)品以最佳狀態(tài)進(jìn)入超市貨架，從而大大減少食物浪費(fèi)，同時(shí)增加水果對(duì)果農(nóng)和營(yíng)銷商的價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介：

Kevin Jensen

艾邁斯歐司朗高級(jí)營(yíng)銷經(jīng)理

Kevin Jensen是艾邁斯歐司朗高級(jí)營(yíng)銷經(jīng)理，也是傳感器解決方案專家。他是德裔美國(guó)人，擁有管理、傳感器、電子工程和市場(chǎng)營(yíng)銷方面的國(guó)際工作經(jīng)歷。憑借光譜分析、光學(xué)傳感器、信號(hào)分析、系統(tǒng)解決方案和軟件概念方面的專業(yè)背景，他致力于為主要消費(fèi)者和工業(yè)客戶提供支持。